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AGV 구동모터가 4대 모두 소손된 건 — 사양 부족은 회로로 막을 수 없습니다

2026.08.10 13:22:13 조회수 106

RS-485통신 서보모터 세트 60각 MS-60S-600W DC48V 3000RPM 1.91NM 판매금액 424,000원

사양 부족은 보호회로로 막을 수 없습니다

산업용 AGV 구동모터 선정 · 60각 600W에서 80각 750W로

4대가 모두 탔습니다

산업용 AGV를 제작하시는 고객사였습니다. 물자를 적재해 이송하는 대형 장비로, 구동륜 네 개에 각각 서보모터가 들어가는 구성이었습니다.

선정된 것은 60각 600W 서보모터, 48V 사양이었습니다. 가동 후 얼마 지나지 않아 문제가 발생했습니다. 네 축이 모두 소손됐고, 모터가 탄 것과 드라이버가 탄 것이 섞여 있었습니다.

1차 대응 — 보호회로 추가

드라이버 소손이 함께 발생했기 때문에, 과전류 상황에서 회로를 보호하는 방향으로 대응했습니다. 보호회로를 보강한 드라이버로 재납품했습니다.

그래도 탔습니다.

이 시점에서 접근이 잘못됐다는 것이 분명해졌습니다. 보호회로는 이상 상황에서 손상을 막는 장치이지, 정상 운전 조건에서 발생하는 과부하를 없애주는 장치가 아닙니다.

장비가 요구하는 토크가 모터 정격을 넘어서고 있다면, 그 상태가 이상이 아니라 상시 조건입니다. 회로가 매번 차단하면 장비가 못 움직이고, 차단하지 않으면 열이 쌓여 결국 탑니다. 어느 쪽으로도 답이 없습니다.

"사이즈는 그대로 두고 출력만 올릴 수 없나"

고객사에서는 설치 공간에 여유가 없어 60각 프레임을 유지한 채 750W로 만들 수 없는지 문의하셨습니다.

저희도 여러 방향으로 검토하고 시험해 봤습니다. 프레임 길이를 늘려 권선을 추가하는 방식까지 시도했지만, 60각 프레임에서 해당 조건을 만족시키는 것은 불가능하다는 결론이었습니다. 이유는 다음과 같습니다.

출력 한계를 정하는 것은 결국 열입니다
모터를 길게 만들어 권선을 늘리면 토크는 올릴 수 있습니다. 그러나 프레임 단면이 그대로면 방열 면적이 함께 늘어나지 않습니다. 발열은 늘어나는데 열이 빠질 표면적은 그대로이므로, 어느 지점부터는 길이를 늘려도 연속 사용 가능한 출력이 올라가지 않습니다.

슬롯 면적에 한계가 있습니다
출력을 올리려면 더 굵은 전선이 필요합니다. 그런데 권선이 들어가는 슬롯 공간은 프레임 크기로 정해져 있습니다. 굵은 선을 넣으면 감을 수 있는 횟수가 줄고, 횟수를 유지하려면 선이 가늘어져 저항과 발열이 늘어납니다.

저전압이라 전류가 큽니다
같은 출력이라도 전압이 낮으면 전류가 커집니다. 48V 사양은 220V 대비 전류가 훨씬 크고, 발열은 전류의 제곱에 비례합니다. 그래서 저전압 사양일수록 같은 프레임에서 낼 수 있는 출력이 제한됩니다.

"그럼 220V로 바꾸면 되지 않나"

전류를 줄이려면 전압을 올리면 됩니다. 다만 AGV는 배터리로 움직이는 장비입니다.

배터리는 직류이고, 산업용 AGV에서는 48V 계통이 일반적입니다. 220V AC 서보를 쓰려면 배터리 전압을 승압하고 교류로 변환하는 장치가 추가로 필요합니다. 구동부만 바꾸는 것이 아니라 전원 시스템 전체를 다시 설계해야 합니다.

공간에 여유가 없어서 시작된 문의인데, 오히려 부피가 늘어나는 방향이 됩니다.

배터리 구동이라는 조건은 전압 선택만 제약하는 것이 아닙니다. 전류가 크면 배선 손실과 커넥터 발열이 늘고, 같은 거리를 주행하는 데 배터리 소모도 빨라집니다.

그리고 배터리는 방전이 진행될수록 전압이 떨어집니다. 전압이 낮아지면 같은 출력을 내기 위해 전류가 더 흘러야 하므로 발열이 심해집니다. 충전량이 낮은 상태에서 경사나 요철을 만나면 조건이 가장 나빠집니다.

그래서 AGV 구동부를 검토하실 때는 완충 상태가 아니라 방전 말기 전압을 기준으로 여유를 보시는 편이 안전합니다.

결국 프레임을 키웠습니다

가능한 방법을 다 확인한 뒤에야 프레임 변경이 유일한 해법이라는 것이 분명해졌습니다.

80각 750W로 변경한 뒤 정상 작동하고 있습니다.

기구 설계를 수정해야 했고, 그만큼 일정이 밀렸습니다. 그 전까지 소손된 모터와 드라이버, 보호회로를 추가한 재제작분까지 비용이 누적됐습니다.

이 모든 것은 초기 선정 단계에서 판단할 수 있는 문제였습니다.

AGV 구동모터 선정에서 확인할 것

AGV는 부하 조건을 잡기 어려운 편입니다. 평지에서 등속 주행할 때의 필요 토크만 계산하면 실제 조건을 크게 밑돌게 됩니다.

총 중량 — 차체 자중 + 최대 적재 하중. 적재물 무게를 빼고 계산하시는 경우가 있습니다
가속 조건 — 정지 상태에서 목표 속도까지 몇 초에 도달해야 하는지. 가속 구간의 필요 토크가 등속 구간보다 훨씬 큽니다
경사 — 램프나 미세한 기울기가 있는지. 경사에서는 필요 토크가 급격히 올라갑니다
노면 조건 — 요철, 이음새, 문턱을 넘는지. 순간적으로 stall에 가까운 상태가 됩니다
주행 패턴 — 정지와 출발이 잦으면 가속 구간 비율이 높아 실효 전류가 계속 큽니다
선회 방식 — 제자리 선회를 하면 바퀴가 옆으로 끌리며 큰 부하가 걸립니다
축당 하중 분배 — 4륜이라도 하중이 균등하지 않으면 특정 축에 몰립니다
연속 가동 시간 — 방열 조건을 결정합니다

특히 노면 조건과 제자리 선회는 사양서에 잘 언급되지 않는데, 실제로는 최대 부하를 만드는 요인입니다.

여유를 두고 시작하십시오

계산으로 나온 값에 딱 맞는 모터를 고르면 위험합니다. 실제 조건에는 계산에 넣지 못한 변수가 있습니다.

그리고 모터는 사이즈를 키우는 방향으로만 여유를 만들 수 있습니다. 프레임을 유지한 채 출력을 올리는 방법은 물리적으로 한계가 있고, 그 한계는 생각보다 낮습니다.

그래서 기구 설계 단계에서 한 단계 큰 프레임이 들어갈 공간을 확보해 두시는 편이 안전합니다. 나중에 키워야 할 때 공간이 없으면 선택지가 사라집니다.

문의하실 때

AGV 구동부를 검토 중이시라면 위 항목들을 알려주십시오. 계산해 드립니다. 확인 결과 요구 조건이 프레임 제약과 맞지 않으면 그렇게 말씀드립니다.

되지 않는 것을 된다고 하면 이번 사례처럼 됩니다. 비용은 처음에 큰 모터를 쓰는 것보다 훨씬 커집니다.

사양 변경 제작 시 최소 주문수량(MOQ)이 발생할 수 있습니다.

정리

· 보호회로는 이상 상황용이지, 상시 과부하를 해결하지 못합니다

· 프레임을 유지한 채 출력을 올리는 데는 물리적 한계가 있습니다

· 길이를 늘려도 방열 면적과 슬롯 공간이 함께 늘지 않습니다

· 저전압 사양은 전류가 커서 같은 프레임에서 낼 수 있는 출력이 제한됩니다

· 배터리는 방전될수록 전압이 떨어지므로 방전 말기를 기준으로 보십시오

· AGV는 노면과 선회 조건까지 넣어 계산해야 합니다

AGV 구동부를 설계 중이시라면

총 중량, 목표 속도, 가속 시간, 경사와 노면 조건을 알려주시면 필요 토크를 계산해 드립니다. 기구가 확정되기 전에 확인하시는 편이 훨씬 낫습니다. 토크 계산기 → | AGV 구동부 문의 →

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